粉煤灰作为一种十分常见的矿物掺合料,其质量差别很大,经常有劣质粉煤灰混入,给生产和质量控制带来麻烦。这里所说的劣质粉煤灰主要包括分Ⅲ级灰和统灰以及假灰和不适合商品混凝土使用的粉煤灰。这些劣质粉煤灰的主要特点是:玻璃珠体少,需水量大,使用后易造成混凝土泌水或滞后泌水,不但不能改善混凝土和易性,反而降低混凝土的工作性能。此外,劣质粉煤灰的使用易导致混凝土28d强度不足,后期强度增长低,造成混凝土工程质量不合格。
超细粉煤灰对水泥和高效减水剂的相容性有明显的改善作用;粉煤灰细度越小效果越好,但过度细化会对相容性产生负面效应。不同细度的粉煤灰在去离子水中的Zeta电位值不同,粉煤灰所带电荷的绝对值越大,分散均化能力越强。水泥粉煤灰价格粉煤灰是火力发电厂排放的固体废物,也是一种活性矿物资源,具有特殊的活性效应、形态效应和微集料效应[1-3],高品质的粉煤灰已成为混凝土必不可少的成分。目前研究较多的是I、II级粉煤灰在混凝土中的应用,由于我国电厂排放的专业水泥粉煤灰优质灰较少,95%以上的为III级灰或等外灰,活性较低,不能直接用作水泥混合材和高性能混凝土活性掺合料,因此,高效低成本的研究开发低等级粉煤灰粉磨技术具有较大的经济效益和社会效益。如能使生产的超细粉煤灰在混凝土的制备中得到广泛应用,既可改善水泥与高效减水剂的相容性、提高混凝土的抗侵蚀能力及耐久性[5-8],节约水泥用量,还可解决粉煤灰对环境的污染。但在混凝土制备过程中经常遇到水泥与减水剂相容性问题,有时尽管高效减水剂掺量很大,而混凝土仍显得干硬或坍落度经时损失很大,这些相容性问题会影响混凝土的正常工作。所以在混凝土中引入粉煤灰,需先了解超细粉煤灰对水泥与高效减水剂相容性的影响。
当前粉煤灰治理中存在的问题主要可以概括为下列三个方面的问题:一是粉煤灰污染防治重视不够,一方面表现在政府的政策指引重资源利用,轻环境保护。另一方面是目前地方政府牺牲环境追求经济效益的观念尚未完全转变。当前有些地方领导环境意识薄弱,对可持续发展战略认识不足,在任期内只考虑近期的、局部的经济发展需要,在发展规划中,尤其在火电厂选址上,缺乏对保护环境的长远考虑。二是专业水泥粉煤灰处置场所防治措施不足。三是专业水泥粉煤灰综合利用政策缺乏监管。由于缺乏对粉煤灰综合利用率的统计监管,实践中的粉煤灰综合利用率一直饱受公众的质疑。尽管据中国资源综合利用协会测算,2009年我国综合利用粉煤灰约4亿吨,综合利用率达到68%,但根据绿色和平组织的调查后,我国目前粉煤灰综合利用率实际不足30%。
首先,粉煤灰“填充效应”可以改善水泥与粉煤灰组成的二元胶凝材料体系的颗粒级配,降低降凝材料的空隙率,进而使填充在水泥颗粒间的“填充水”释放出来,改善混凝土的工作性。其次,粉煤灰中含有大量的球形玻璃体,在混凝土中起到“滚珠、轴承”润滑效应,减少颗粒间的摩擦力,进而改善混凝土的工作性。再次,粉煤灰的活性大大低于水泥活性,可以降低混凝土坍落度损失。此外,粉煤灰对外加剂的吸附仅仅存在表面的物理吸附,优质粉煤灰对外加剂的吸附低于水泥,混凝土中使用优质粉煤灰相当于增加外加剂用量,混凝土初始坍落度及保持能力都有提高。最后,粉煤灰的密度小于水泥,等量取代水泥后,混凝土中的浆体量增加,改善混凝土的粘聚性,提高抗离析能力,减水泌水,从而改善了混凝土的工作性能,使混凝土具有更好的流动性、密实性、匀质性,便于混凝土的施工。 实践应用过程中发现,质量优良的粉煤灰具有一定的减水作用,当掺量50%时,需水量减小幅度很小。粉煤灰有无减水性以及减水性的大小与其质量有很大的关系,因此应通过试验确定,不宜盲目偏信。
利用粉煤灰生产烧结砖是将粉煤灰掺入粘土、页岩中或在粉煤灰中掺加粘结材料共同混合挤出成型。粉煤灰能掺入的数量取决于粉煤灰的品质,尤其是它的细度,粘土或页岩的塑性。粉煤灰细度越细,粘土、页岩的塑性越高,粉煤灰掺加量可越高。在现实生活中人们常常追求用100 %的粉煤灰生产烧结砖,这是一种理想,一种良好的愿望,可以理解。专业水泥粉煤灰但在目前的技术水平和条件下还做不到。目前掺加到30 %已没有问题,能掺加到50 %就非常理想。要掺到70 %~80 %,需经相当艰巨的努力和采取更多的技术措施,即使如此,也是相当困难的。但在过去的宣传中,宣传研制成功全粉煤灰烧结砖,这种提法存在着一定的模糊和某种程度的误导,①从目前水平看在技术上还不可能;②把掺加其中的粘结材料部分(约15 %~20 %)钠基膨润土没有计入其内,这是值得注意的,应该实事求是在宣传上不 该哗众取宠。
因供需矛盾加剧及现行行业标准的不足,导致市场上出现了许多劣质粉煤灰。另外,随着现代生产工艺的改变,专业水泥粉煤灰的种类趋于多样化,现有研究却相对薄弱,导致粉煤灰应用于混凝土时出现了一定的未知性。劣质专业水泥粉煤灰或具有未知性能的粉煤灰掺入混凝土中,不仅不能使混凝土获得应有的优良性能,甚至严重威胁混凝土的质量和使用寿命。